汽轮机油讲课讲稿

汽轮机油汽轮机油作用

汽轮机油主要是作为汽轮机的主机和辅机中主轴的润滑油。随着汽轮机的蒸汽温度和工作压力不断提高，装机容量不断增加，使得汽轮机中的油温越来越高，对汽轮机油的要求更为苛刻。汽轮机油在汽轮机组中的作用主要有以下几个方面：1)润滑作用在汽轮机组的滑动轴承中，汽轮机油充满其轴径和轴瓦之间，形成流体润滑膜，从而起到润滑作用。2)调速作用用于汽轮机调速系统的汽轮机油，作为液压介质，能传递压力，通过调速系统对汽轮机的运行起到了调速作用。3)散热冷却作用汽轮机高速运行（≈3000r/min）时，轴承内摩擦会产生大量的热量，而在油轮系统中不断循环流动的油能将这些热量带走。从而起到散热冷却作用。

汽轮机油汽轮机对汽轮机油的要求

1、汽轮机的工作原理

工作原理：蒸汽热能（水动能）机械能的过程

工作方式：冲动式和反动式

汽轮机油汽轮机对汽轮机油的要求⑴冲动式汽轮机工作原理

具有一定压力和温度的蒸汽首先进入喷嘴内膨胀加速，将热能转变为动能以高速度从喷嘴中射击、冲击到装在叶轮上的动叶片推动叶轮传动将动能变成主轴上的旋转机械能驱动其它机构转动。

1—叶轮轴

2—叶轮

3—动叶片

4—喷嘴

汽轮机油汽轮机对汽轮机油的要求⑵反动式汽轮机工作原理

根据燃火炮运用反动作用力最简单形式，即高压蒸汽从一段喷出，以相反的推力推动汽轮机运转。

汽轮机油汽轮机对汽轮机油的要求2、汽轮机的润滑系统

当贮油箱内的油被主油泵抽出，压力达4.5kg/cm2左右，一部分油进入汽轮机的调速系统；另一部分油经过减压阀，使油压降到1.5kg/cm2左右，进入冷却器、经冷却后的油再进入各个轴承中起到润滑作用后，以轴承溢出油返回油箱。汽轮机油汽轮机对汽轮机油的要求注意事项：

1、汽动油泵可直接装在油箱，代替主油泵工作。

2、当汽轮机起动或停机时，此时主油泵油压不够，必须开动起动油泵，保证轴承润滑。

3、当锅炉设备发生故障不能供汽，停机时可用电动泵泵油，减少轴承磨损。

汽轮机对汽轮机油的要求4、汽轮机对汽轮机油的主要质量要求

⑴良好的抗氧化安定性。循环使用场合，速度快，次数多（6-10次/h），寿命要求长（5-15年），油具有一定温度（60℃左右），与空气、金属直接接触，所以要求氧化安定性好，少产生酸性物质和沉淀性物质。⑵良好的粘温性、适当粘度。汽轮机正常润滑的重要因素，在温度变化时，粘度变化不要太大。⑶良好的抗乳化性。机器运行中难免蒸汽、冷凝水从轴封不严处漏入油系统，造成油、水混合从而乳化，影响机组安全运行。良好的抗乳化性，即使混入油水，也能很快分离。⑷良好的防锈性和防腐蚀性。油、水、蒸汽渗入油系统，会对油系统产生腐蚀，严重时引起调速系统失灵、机组振动、过量磨损等后果。⑸良好的抗泡沫性。油品在使用中会有空气进入，产生泡沫。油品要有尽快消除泡沫，保证正常循环使用的能力。氧化稳定性是汽轮机油最重要的性能。如果油品配方不优化，极高的运行温度会使得油品迅速氧化；汽轮机油在下述运行工况下提供优异性能：整体油温和轴承温度很高；与具有催化特性的金属接触(包括可溶解的腐蚀性物质和磨损颗粒)；受到工作气体污染；受到水的污染，存在产生沉积物的恶略环境。汽轮机油的性能氧化稳定性好为您带来的益处后果原因不溶性氧化产物油品氧化可溶性有机酸,加可溶性聚合物不溶性氧化产物可溶性有机酸生成沉积物(油泥)油品变稠漆膜油品酸值增加降低油品寿命油品氧化后产生的不溶性产物是油品寿命降低的主要原因油品的氧化会造成使用时间迅速减少；氧化稳定性好能有效的防止氧化变质。如何评价汽轮机油的氧化稳定性原理 在模拟运行条件的状态下加速油样氧化方法

TOST1000小时油泥试验ASTMD4310(95ºC)TOST寿命ASTMD934(95ºC)旋转氧弹试验RBOT(包括修正的RBOT)ASTMD2272(150ºC)FTM791c-5308(包括修正的FTM)(175ºC)评价汽轮机油的氧化稳定性氧化稳定性–旋转氧弹试验ASTMD2272-“蒸汽轮机油氧化稳定性旋转氧弹试验”的实验条件非常苛刻(150ºC,金属催化剂,水,纯氧)，在短期内（几分钟模拟几年的使用）加速油品氧化旋转氧弹RBOT试验主要是用来评价新油的氧化稳定性的，也可以用来监测在用油的性能。氧化稳定性-汽轮机油稳定性试验ASTMD943“抗氧型矿物油氧化特性试验标准”是历史悠久的一个用来评价在氧气，水和金属催化剂加温(95ºC)条件下的对油品的实验。TOST寿命试验–总酸值增加到2mgKOH/g所需要的时间TOST1000小时试验-1000小时后结束,然后监测总酸值TAN和粘度的增加，油泥的生成和总氧化产物(TOP)汽轮机油受水和钙离子污染后的过滤性能300ml油/1000ppm水/30ppm(重量/重量)钙在70ºC储存72小时，随后在环境温度下储存24小时在650mmHg真空下，通过0.8mm膜式滤网测量每100毫升油样通过滤网的时间，或滤网是否阻塞-计算过滤指数(FI)tx=过滤x毫升油品的时间空气释放性和抗泡性气泡直径10-3到1mm之间的气泡存于油中缓慢上升到油液表面泡沫直径>1mm的气泡迅速上升至油液表面，破裂或产生泡沫油品表面油箱气泡产生的机理油泵轴承联轴器

齿轮管道下降油箱油加15%体积的空气油中过量空气泡的危害损失了油压减少了油品流动增加了油的可压缩性不易达到最低压力限值之上对于高压伺服控制相应缓慢油品局部过度氧化气泡绝热压缩止推轴承等高负荷处造成白色合金的轴承变黑过滤器阻塞没有明显的污染物进入，仍然造成过度的压力下降汽轮机油的抗乳化性抗乳化性

蒸汽轮机对此性能要求较高达到良好的抗乳化性需要高品质的基础油抗乳化添加剂的缺点-减少了氧化稳定性

-增加了气泡进入油中的可能性影响抗乳化性的因素污染物设备故障/操作失误过量水的入侵油品抗乳化性不良的后果生锈游离水会冲掉防锈添加剂即使有防锈添加剂，也不能弥补由于乳化造成的零部件生锈即使高性能的防锈剂，也不能无限的产生对游离水的防锈性能；早期磨损游离水必须在泵吸油口之下；球轴承的疲劳寿命下降细菌滋生在静态管路或管路盲端产生细菌分水性和抗乳化性纯油层纯水层没有明显的分层油和水的混合物油和水迅速分离油和水不能迅速分离汽轮机油的分类标准1、汽轮机油分类组别

代号总应用特殊用途更具体应用组成和性质产成代号

L-应用实例备注

T

汽轮机

蒸汽、直接或齿轮连接到负荷一般应用具有防锈性和氧化安定性的深度精制的石油润滑油TSA发电机、工业装置及其相配套的控制系统，不需要改善齿轮承载能力的船舶驱动装置特殊用途不具有特殊耐燃性的合成液1-2）TSC要求使用具有某些特殊性如氧化安定性和低温性液体的发电机、工业装置及其相配套的控制系统耐燃性磷酸酯润滑剂1）TSD要求使用具有耐燃性液体的发电机、工业装置及其相配套的控制系统高承载能力具有防锈性、氧化安定性和高承载能力的深度精制石油润滑油TSE要求改善齿轮承载能力的发电机、工业装置和船舶齿轮装置及其配套的控制系统。气体、直接或齿轮连接到负荷一般用途具有防锈性和氧化安定性的深度精制石油润滑油TGA发电机、工业装置及其相配套的控制系统，不需要改善齿轮承载能力的船舶驱动装置较高温度下使用具有防锈性和改善氧化安定性的深度精制石油润滑油TGB由于有热点出现，要求耐高温的发电机、工业装置以及其相配套的控制系统汽轮机油的分类标准组别

代号总应用特殊用途更具体应用组成和性质产成代号

L-应用实例备注T汽轮机特殊性能不具有特殊耐燃性的合成液1-2）TGC要求具有某些特殊性如氧化安定性和低温性液体的发电机、工业装置及其相配套的控制系统耐燃性磷酸酯润滑剂1）TGD要求使用具有耐燃性液体的发电机、工业装置及其相配套的控制系统高承载能力具有防锈性、氧化安定性和高承载能力的深度精制石油润滑油TGE要求改善齿轮承载能力的发电机、工业装置和船舶齿轮装置及其配套的控制系统。控制系统难燃磷酸酯控制液TCD要求使用与润滑剂分别供给，并有耐热要求的蒸汽汽轮机、燃气汽轮机控制机构航空涡轮发动机3）TA液压传动装置3）TB注：1）此类品种可以与石油基产品完全相容。2）此类品种包括合成烃以及其他化学产品。

3）此类品种尚未建立。汽轮机油的分类标准2、汽轮机油标准

⑴防锈汽轮机油：优级品、一级品、合格品项目质量指标试验方法优级品一级品合格品粘度等级（按GB3141）324668100324668100324668100–运动粘度（40℃）mm2/s28.8

~

35.241.4

~

50.661.2

~

74.890.0

~

11028.8

~

35.241.4

~

50.661.2

~

74.890.0

~

11028.8

~

35.241.4

~

50.661.2

~

74.890.0

~

110GB/T265粘度指数不小于909090GB/T1995倾点2），℃不高于-7-7-7GB/T3535闪点(开口)，℃不低于180180195195180180195195180180195195GB/T3536密度(20℃)，㎏/m3报告报告报告GB/T1884

GB/T1885酸值，mgKOH/g不大于––0.3GB/T264中和值,mgKOH/g不大于报告报告–GB/T4945机械杂质无无无GB/T511水分无无无GB/T260L-TSA汽轮机油（GB11120-89）汽轮机对汽轮机油的要求破乳化值3）,

（40-37-3）ML

54℃，min不大于

82℃，min不大于

15

—

15

—

30

—30

15

—

15

—

30

—

—30

15

—

15

—

30

—

—30GB/T7305起泡性试验4）,ML/ML

24℃不大于

93℃不大于后24℃不大于

450/0

100/0

450/0

600/0

100/0

450/0

450/0

100/0

600/0GB/T

12579氧化安定性能5)

a.总氧化物，%

沉淀物，%

b.氧化后酸值达2.0mgK

OH/g时，h不小于

3000

报

告

3000

报

告

2000

2000

2000

报

告

2000

报

告

1500

1500

—

—

1500

—

—1500

—

—

1000

—

—

1000SH/T0124

GB/T12581液相锈蚀试验(合成海水）无锈GB/T11143铜片试验(100℃，3h）

级不大于1GB/T5096空气释放值6）（50C）

min不大于5681056810—SH/T03081）对中间基原油生产的汽轮机油，L-TSA合格品粘度指数允许不低于70；一级品粘度指数允许不低于80。根据生产和使用实

际，经与用户协商，可不受本标准限制。

2）倾点指标，根据生产和使用实际，经与用户协商，可不受本标准限制。

3）作为军用时，破乳化值由部队和生产厂双方协商。

4）测起泡性试验时，只要泡沫未完全盖住的表面，结果报告为“0”。

5）氧化安定性为保证项目，一年抽查一次。

6）对一级品中空气释放值根据生产和使用实际，经与用户协商，可不受本标准限制。汽轮机对汽轮机油的要求

⑵国外汽轮机油标准

项目试验方法ASTM轻中中重重粘度等级ISOVG324668相对密度（15.6/15.6℃）0.8670.8730.8770.881运动粘度/mm2/s-1（40℃）（100℃）30.45.243.76.564.68.481.29.8D445粘度指数107106104103D2270倾点，℃不高于-7-7-7-7闪点/℃208218234243抗乳化度（54℃）/min不大于20252530D1401锈蚀试验（蒸馏水及海水）通过通过通过通过D665泡沫性（泡沫倾向/稳定性）/（ml/ml)痕迹/1以下痕迹/1以下痕迹/1以下痕迹/1以下D892空气释放值（50℃）min不大于2334DIN51381中和值/mgKOH.g–1不大于0.20.250.30.3D974FZG齿轮试验/级88910氧化安定性酸值达2.0mgKOH/g时间/h4000350035003000D943CIGRE氧化试验（总氧化产物）0.40.40.40.4汽轮机对汽轮机油的要求粘度等级

项目324668试验方法运动粘度（40℃）mm2/s28.8~35.241.4~50.661.2~74.8ISO3104粘度指数不小于808080ISO2909倾点，℃不高于-6-6-6ISO3019密度，15℃㎏/m3不大于报告报告报告ISO3675闪点，℃(开口）不低于

（闭口）不低于177

165177

165177

165ISO2592

ISO2719总酸值，mgKOH/g不大于报告报告报告ISO6618抗泡性试验

程序I，24℃ml不大于

程序Ⅱ，93.5℃ml不大于

程序Ⅲ，24℃ml不大于

450/0

100/0

450/0

450/0

100/0

450/0

450/0

100/0

450/0ISO6247石油产品和石油润滑剂—汽轮机油标准

ISO8068（AR）（具有空气释放值要求）汽轮机对汽轮机油的要求粘度等级

项目324668试验方法空气释放值，50℃，min不大于568DIN51381水分离度（破乳化时间）

第一种方法，S不大于

第二种方法，54℃至3ml乳化层，min不大于

300

30

300

30

360

30DIN515891

ISO6614液相锈蚀试验（15号钢棒24h）

合成海水通过通过通过Dis7120中

B法铜片腐蚀，100℃3h级不大于1b1b1bISO2160氧化安定性

第一种方法，总酸值，mgKOH/g不大于

油泥，%不大于

第二种方法，总酸值达2.0时间h不小于

1.8

0.4

2000

1.8

0.4

2000

1.8

0.4

1500ISO7624

ISO4263汽轮机对汽轮机油的要求粘度等级

项目324668试验方法运动粘度（40℃）mm2/s28.8~35.241.4~50.661.2~74.8ISO3104粘度指数不小于808080ISO2909倾点，℃不高于-6-6-6ISO3019密度，15℃㎏/dm3不大于报告报告报告ISO3675闪点，℃(开口）不低于

（闭口）不低于177

165177

165177

165ISO2592

ISO2719总酸值，mgKOH/g不大于报告报告报告ISO6618抗泡性试验

程序I，24℃ml不大于

程序Ⅱ，93.5℃ml不大于

程序Ⅲ，24℃ml不大于

450/0

100/0

450/0

450/0

100/0

450/0

450/0

100/0

450/0ISO6247石油产品和石油润滑剂—汽轮机油标准

ISO8068（BR）汽轮机对汽轮机油的要求粘度等级

项目324668试验方法水分离度（破乳化时间）

第一种方法，S不大于

第二种方法，54℃至3ml乳化层，min不大于

300

30

300

30

360

30DIN515891

ISO6614液相锈蚀试验（15号钢棒24h）

合成海水通过通过通过Dis7120中

B法铜片腐蚀，100℃3h级不大于1b1b1bISO2160氧化安定性

第一种方法，总酸值，mgKOH/g不大于

油泥，%不大于

第二种方法，总酸值达2.0时间h不小于

1.8

0.4

2000

1.8

0.4

2000

1.8

0.4

1500ISO7624

ISO4263汽轮机对汽轮机油的要求⑶抗氨汽轮机油标准

SH0362-92项目质量指标试验方法牌号3232D68GB/T3141运动粘度（40℃）mm2/s28.8～35.228.8～35.261.2～74.8GB/T265粘度指数909090GB/T19951）倾点，℃-17-27-17GB/T3535闪点（开口），℃180180180GB/T267酸值，mgKOH/g0.030.030.03GB/T264灰分（加剂前），％0.0050.0050.005GB/T508水分无无无GB/T260机械杂质无无无GB/T511氧化安定性（酸值达2.0mgKOH/g)

h不大于100010001000GB/T25812）破乳化时间（54℃），min不大于303030GB/T7305液相锈蚀试验（15号钢棒）GB/T11433）蒸馏水，24小时无锈无锈无锈抗氨性试验合格合格合格GB/T03022）注：①中间基原油生产的抗氨汽轮机油粘度指数允许不低于70。②氧化安定性和抗氨性试验作为保证项目，每年测定1次。③液相锈蚀试验、15号钢棒材质的含碳量为0.15～0.20％。备注：1、防锈汽轮机油中通常含有防锈添加剂，接触的介质是蒸汽、燃气、水等，不能与氨介质接触。

2、抗氨汽轮机油专用于氨介质接触的汽轮机所用，两者不能混用和代替。国外汽轮机油规格

国际上有代表性的汽轮机油规格有ASTMD4303、JISK2213、BS489、DIN51515和ISO8068。其中ASTMD4303对油品的清洁度有要求，TOST(氧化后酸值达2.0mgKOH/g)氧化试验要求达到2000h，抗乳化性能要求不高。1)国际标准化组织(ISO)汽轮机油规格在国际标准ISO8068-1987中，包括AR和BR两种。其差别是AR类产品具有空气释放值要求（更强调当空气混入润滑系统形成细小气泡后的消解能力）。2）美国材料试验协会(ASTM)汽轮机油规格ASTMD4304-1984为美国用于蒸汽轮机和燃气轮机中矿物润滑油规格，包括Ⅰ和Ⅱ两种。差别是Ⅱ类油更强调承载能力要求。3）德国汽轮机油规格德国汽轮机油规格为DIN51515第1部分4）汽轮机控制液规格对于300MW及其以上的大型发电机组，调速系统和控制系统工作压力超过4MPa，起火可能性较大，因而较多使用难燃合成液。在ISO分类中属于TCD类油。国际电工委员会(IEC)会同国际标准化组织(ISO)提出的三磷酸酯汽轮机控制液IEC/TCIO(征求意见稿)-1992年。5)

国外汽轮机制造商有关汽轮机油标准(OEM标准）总体看来，国外汽轮机制造商对油品的氧化安定性要求较高，但也没有超过GB11120-89标准中优级品指标。在这些规格中均有承载性能（FZG试验）要求，以满足重载负荷燃气机和透平机发电机间有加载齿轮的燃气机组要求，有的还提出清洁度要求。主要国外汽轮机制造商的标准有：G.E公司透平油规格标准、ABB阿尔斯通电力标准（HTGD90117V0001R标准）、西门子（SIEMENSTLV901304规格）标准。国内汽轮机油规格

我国目前已标准化汽轮机油规格，有L-TSA汽轮机油GB11120-1989；抗氨汽轮机油SH/T0362-1992；舰用防锈汽轮机油，为国军标GJB1601A-1998；此外，燃气轮机油已研制生产，为企业技术规格。1)TSA汽轮机油规格GB11120-1989TSA汽轮机油粘度指数高，破乳化值、空气释放值低，氧化安定性好。适用于电力、工业、船舶及其他工业汽轮机组、水汽轮机组的润滑和密封。2)TSE极压汽轮机油规格TSE极压汽轮机油除具有良好的抗氧化安定性、防锈蚀性、抗乳化特性外，同时还具有突出的抗磨损和抗极压性能。主要适用于电力工业、冶金工业、石油化工及航运船舶的各种重负荷大功率汽轮发电机、汽轮压缩机、汽轮鼓风机和其他汽轮驱动装置，包括汽轮机主轴承、变速机构、传动齿轮和附属装置的润滑。3)TGA燃气轮机油规格燃气轮机由于具有节能及动力大特点，在运转过程中，润滑油受到高热表面作用，与空气(烟气)相混，以相当大的速率泵送和循环，并处于高压下使用，因此，要求燃气轮机油比蒸汽轮机油具有更优良的高温氧化安定性和抗磨性。TGA汽轮机油具有极其优良的氧化安定性、热安定性和防锈蚀性能，还具有良好的抗乳化性能和空气释放性能。主要适用于各种工业燃气轮机、船舶燃气轮机、高温高压蒸汽轮机或蒸汽-燃气联合机组的涡轮机轴承及齿轮传动系统，也适用于各类蒸汽轮机和水轮机组的润滑。4）抗氨汽轮机油规格SH/T0362-1996抗氨汽轮机油是用于氮气、氢气和氨气为压缩介质的压缩机与汽轮机共用同一润滑系统的装置。与普通汽轮机油的最大区别，在于加有特殊防锈剂，确保油品不与系统中氨起反应，生成白色絮状沉淀，以致影响机器正常运转。汽轮机油油系统进入水蒸汽或水油温局部过高金属粒屑（尤其铜）或灰尘混入油中混入其他化学品油系统漏电油系统循环次数过多或者总油量太少与有害气体接触（如氯气、二氧化硫、氨等腐蚀性气体）影响汽轮机油变质的因素型号和系统设计

从主油泵给压进油，还有储油罐、冷油器、过滤器、管网、外接清洁过滤设备或其它部件。系统启动条件

要检查与油品接触内表面是否清洁，它决定油品污染程度。新油品的质量

要求油品满足认证标准，至少满足设备制造商的要求。系统操作条件

存在于系统中的空气、上升温度、金属和水等这些因素决定油品的降解，在高温条件下，油品的氧化被加速。污染物来自系统内外部的油品降解产物、机械杂质、磨损颗粒等。外部污染物是通过轴承密封和阀体进入系统的。补油比率

补油量从5%到30%，补油量越多油品使用寿命会延长。汽轮机油影响汽轮机油使用寿命的因素如何控制汽轮机油的污染？

汽轮机润滑油系统的清洁程度是影响机组安全与经济运行的重要因素。引起油质劣化的主要原因是水分和金属微粒对其造成污染。同时，由于空气的混入，加速了油品氧化，产生二次污染物。随着300MW、600MW及以上大容量汽轮机组的相继使用，在电力生产过程中，对油品清洁度要求相应提高。合理有效地控制汽轮机油污染，是汽轮机安全与经济运行面临的一项重大技术问题。

汽轮机油污染控制的意义

润滑油系统以汽轮机油为工作介质，油质性能的优劣是影响机组安全与经济运行的重要因素。引起汽轮机油劣化因素之一是水分和金属微粒等污染物造成的污染。油中含有水分(游离水和溶解水)和高浓度的金属微粒，除会带来润滑性能下降、锈蚀金属表面、卡涩调速部套、划伤轴承表面等共知的危害外，还会因水和金属微粒污物共存，通过金属颗粒的催化作用，加速油液的氧化变质，降低油液的寿命。研究资料表明，当油中仅有金属微粒或水存在时，对油液的氧化变质影响不明显。然而当金属和水同时存在时，氧化速度急剧加快，铁颗粒使油液氧化速度加快10倍，铜颗粒使油液氧化速度加快30倍。控制油液中的水分或金属微粒在规定范围内，油液的使用寿命可延长3～5倍。润滑油系统中金属微粒等固态污染物，主要为外界侵入和内部生成两部分，水分源于机组汽封间隙的不合理，蒸汽泄漏到轴承室并凝结成水，混入油液中。由于油液循环速度较快，空气易混入，所以油液与空气接触密切，从而加速了油液氧化，产生有机酸、胶质、油泥等二次污染物，影响抗乳化性能和酸值。所以，为控制油液性能、防止二次污染物的产生、延长油液使用寿命、节能降耗减少运行成本、保证机组安全经济运行，必须加强油系统的污染控制。汽轮机油污染控制方法

汽轮机油污染控制，包括汽轮机油调和生产时的控制和运行时的控制两个方面。在汽轮机油生产过程中，采用过滤方法主要除去固体杂质，而运行中汽轮机油污染度控制，除固体颗粒外，还要除去水分。汽轮机油要求的污染等级列于下表。汽轮机油要求的污染等级NAS污染等级3级4级5级6级7级8级9级10级适用范围导弹用

汽轮机油

精密机械及机器人

生产过滤后等级灌装后新油等级汽轮机油检测主要指标

①粘度及粘度指数②闪点

③破乳化④外观

⑤倾点